[发明专利]一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法

说明书

本发明公开一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法，S1、分析源码，确定循环层数和每层循环量大小，并通过将小循环合并为大循环或者判断外移的方法将源代码修改成更适合众核化的代码；S2、更改众核代码；S3、用魔方旋转算法化多维stencil计算的跨步访存为连续访存；S4、对于不存在跨步访存且各维循环之间无相关性的代码，运用多维循环合并方法提高并行效率；S5、修改众核代码并验证正确性。本发明在众核架构计算机上充分利用众核的优势，提升不同大小规模数据的计算效率。

技术领域

本发明涉及一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法，属于数值预报技术领域。

背景技术

近年来，随着超级计算机的发展，对海洋数值模拟的精度要求越来越高。POM（Princeton Ocean Model）模式一个三维斜压原始方程数值海洋模式，模拟内容主要有：潮流、风生流、混合层和跃层、热盐环流、海洋环流和输运及与AGCM（大气环流模式）和冰模式的耦合。POM模式是适用性很广的数值模型，河口、陆架、湖泊、半封闭海区和开阔大洋，还可以和波浪模型耦合，能模拟潮滩变边界，现被广泛运用在科学研究和实际应用中。

现有的POM模式只有在MPI一级的并行，对于计算数据规模较小的算例，可以达到其时效性，当计算的数据规模扩大，需要耗费大量的时间成本，短则几小时，长则几天，而海洋数值预报很重要的一点是其预报的时效性，其计算效率就显得尤为重要。因此，如何在保证准确率的情况下提高计算效率，成为POM模式在国产众核架构上应用的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法，以解决POM模式在国产众核架构上应用时，如何在保证准确率的情况下提高计算效率的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法，包括以下步骤：

S1、分析源码，确定循环层数和每层循环量大小，并通过将小循环合并为大循环或者判断外移的方法将源代码修改成更适合众核化的代码；

S2、更改众核代码；

S3、用魔方旋转算法化多维stencil计算的跨步访存为连续访存；

S4、对于不存在跨步访存且各维循环之间无相关性的代码，运用多维循环合并方法提高并行效率；

S5、修改众核代码并验证正确性。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明基于异构国产众核处理器，针对海洋数值模拟，提出面向POM海洋模式的众核优化方法；通过魔方旋转算法显著提高多维stencil计算的访存效率；通过多维循环合并方法提高众核细粒度并行度，从而获得较好的众核级并行负载平衡率；在众核架构计算机上充分利用众核的优势，提升不同大小规模数据的计算效率，为POM海洋模式在国产众核处理器上的高效运行提供了技术支撑。

附图说明

附图1为三维27点格式示意图；

附图2为多维循环合并方法示意图。

具体实施方式

实施例：本发明提供一种基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法，具体包括以下步骤：

1）分析源码，确定循环层数和每层循环量大小；通过将小循环合并为大循环、判断外移等方法将源代码修改成更适合众核化的代码；

2）更改众核代码；

3）用魔方旋转算法化多维stencil计算的跨步访存为连续访存；

4）对于不存在跨步访存且各维循环之间无相关性的代码，运用多维循环合并方法提高并行效率；

5）修改众核代码并验证正确性。

对上述实施例的进一步解释如下：

基于国产众核架构的POM海洋模式众核优化方法主要包括：